上扬子区早奥陶世苔藓动物起源与演化

Origination of the Bryozoa, one of the few phyla among current known metazoans absent in the Cambrian Evolutionary Fauna, could be traced back to the Tremadocian (Early Ordovician) based on the material from the Fenhsiang Formation (Tremadoc, Lower Ordovician) in the Yangtze Epicontinental Sea, South China Paleoplate. However, the most recent field excursion in the Songzi area (southwestern Hubei Province, central China) reveals that the origination of this phylum might first occur in the reefal facies of the early Tremadocian Nantzinkuan Formation, much earlier than formerly recognized. More detailed collection and systematical study on the early Ordovician bryozoans from Upper Yangzte Region are necessary. According to our proposal, we will investigate their morphological characters and diversification/assemblages of the earliest known bryozoans; and their further palaeoecological implications to the reafal facies. The lineage divergence based on the high resolution biostratigraphic frameworks and geographic profile of the early bryozoans will be further investigated and discussed. Such investigations will also be benefitial for our knowledge on the evolutionary pattern of the early bryozoan fauna, and further effectively promote the study of the Great Ordovician Biodiversification Event (GOBE).

最早的、被世界公认的苔藓动物发现于我国三峡地区下奥陶统特马豆克阶分乡组。最近，我们在该地区的更早地层南津关组发现了部分苔藓动物化石。本项目将对上扬子区奥陶系底部的苔藓动物化石进行更加广泛和深入的采集，在精细系统古生物学研究的基础上，揭示早期苔藓动物的形态特征与多样性，重建奥陶纪最早期苔藓动物与相关类群的分类分支关系，探讨早期苔藓动物谱系演化与形态发生，分析群体间和群体内的形态差异，探索苔藓动物起源和早期演化与环境背景的协同关系。苔藓动物是已知现生动物门类中少数几个没有在寒武纪生命大爆发事件中出现的类群之一，也是奥陶纪生物大辐射事件中起源的唯一一个门一级的动物类群。因此，该项目的实施将有助于揭示早期高等后生动物起源和奥陶纪生物大辐射研究的进一步深化。

苔藓动物最早发现于我国湖北宜昌地区早奥陶世特马豆克期分乡组，是唯一未在寒武纪出现的矿化骨骼的门类动物；在中奥陶世快速演化，并在晚奥陶世凯迪期达到多样性顶峰，是奥陶纪生物大辐射重要组成部分。因此，奥陶纪苔藓动物系统古生物学研究为我们理解奥陶纪生物大辐射进程与模式具有重要意义。本项目主要研究华南早奥陶世苔藓动物系统古生物学和古生态学，以期填补奥陶纪大辐射研究内容，并进一步探讨奥陶纪生物大辐射机制。. 目前，本项目获得重要进展：⑴发现最早苔藓动物。本项目在湖北松滋刘家场早奥陶世特马豆克期南津关组中发现并报道了目前世界上最早的、毫无争议的苔藓动物，Prophyllodictya simplex. 系统学与分支分类学研究显示该苔藓动物属于隐口目翼网亚目（Cryptostomata：Ptiodictyina）基部类群，是该类苔藓动物中分支最早类型，为探索苔藓动物祖先性状提供重要线索；⑵早奥陶世苔藓动物多样性。分乡组苔藓动物群具有较高的生物多样性，初步鉴定出4目6科10属。除窗孔目外，古生代古窄唇纲干支类群都已出现，构建了古生代苔藓动物系统框架，是后来晚奥陶世大辐射基础。⑶古地理分布特征。本项目研究发现最早苔藓动物及其首次辐射演化发生在华南板块，证实其可能是其最早的起源与首次多样化中心，之后并逐步延伸至全球。⑷古生态研究表明在早奥陶世分乡组，苔藓动物通过共生（Trypanites，Sanctum，Anoigmaichnus，以及Gastrochaenolites等）、覆生以及竞争等生物间相互作用方式与其他后生动物产生较为复杂的生态关系，并且其形态的多样性与当时的地质坏境存在协同演化关系；⑸新的冰醋酸技术试验条件的优化与控制，可从碳酸盐岩中得到保存非常精美的、弱硅化的苔虫化石，这为进一步探讨早期苔藓动物宏演化提供了有利的技术保障。